为了研究叶片裂纹故障机理，分析叶片裂纹对转子系统三维叶尖间隙的影响，并综合考虑叶片的径向变形、摆振方向和弦长方向的弯曲变形，基于连续梁理论建立了转子系统动力学模型。首先，基于三维应力状态的叶片呼吸裂纹模型，进一步建立了含叶片裂纹的转子系统三维叶尖间隙动态响应模型；其次，通过与有限元模型和实验结果进行对比，验证了动力学模型的准确性；最后，分析了叶片裂纹深度和位置对转子系统三维叶尖间隙的影响。结果表明，转子系统三维叶尖间隙高倍频分量的幅值随着叶片裂纹深度的增加而增加，三维叶尖间隙基频分量和高倍频分量的幅值均随着叶片相对裂纹位置增大而呈现非单调的变化趋势。该研究结果对基于三维叶尖间隙的航空发动机叶片裂纹监测诊断方法研究具有理论指导作用。